 |
Характеристика гидрогеохимических зон Воротиловской скважины
|
|
|
|
| Номер гидрогеохимической зоны | Интервал опробования, м | Формула М.Г. Курлова | Содержание брома, мг/л | Содержание иода, мг/л | Температура, °С. |
| I | 750–1500 | М79Cl97 /Ca69,(Na+K)29 | 4–32 | ||
| II | 1500–1950 | M111Cl98/Ca76,(Na+K)17,Mg5 | 32–40 | ||
| III | 1950–3400 | M119Cl98/Ca80,(Na+K)16 | 4.5 | 40–65 | |
| IV | 3400–5050 | M92Cl98/Ca69,(Na+K)23,Mg7 | 65–82 |
Гидрогеохимический разрез скважины, несмотря на ее большую глубину, не претерпевает значительных изменений. Это рассолы с минерализацией около 100 г/л, относящиеся к хлор-кальциевому типу по В.А. Сулину и имеющие седиментационное происхождение. Состав растворенного газа на 98 % представлен азотом. Гидрогеохимическая однородность импактной зоны свидетельствует о ее высокой фильтрационной проницаемости и едином источнике происхождения подземных вод – из водоносных горизонтов палеозоя.
Гидрогеологическое изучение импактных зон только начинается, и на этом пути нас ждут новые загадки и открытия.
3) Экологические последствия. Удар космического тела о Землю нередко сопровождался массовой гибелью живых организмов. Этому способствовали мощная ударная волна, взрыв и выброс огромных количеств обломочного материала, сейсмические явления, образование раскаленного облака, пожары, возникновение активных геофизических полей, а иногда и цунами. Нередко это вызывало глобальные изменения климата и катастрофические последствия для всего живого на Земле.
Отметим некоторые события, которые имели такие последствия для нашей планеты. На полуостров Юкотан (Центральная Америка) в юрскую эпоху обрушился астероид, который образовал воронку 300 км. Следует отметить, что в это время на Землю упало большое количество космических тел размером от 300 м до 30 км. Эти события сопровождались интенсивными землетрясениями и мощным вулканизмом в разных уголках планеты. Произошла массовая гибель растений и животных. В это время возникло также затенение атмосферы, уменьшение среднегодовой температуры воздуха примерно до 2 ˚С. Затем в течение 50 тыс лет происходило постепенное повышение температуры воздуха на 5-10 ˚С [56].
|
|
|
Глубокий след в истории развития биосферы оставило падение малого астероида диаметром порядка 10 км в районе Карибского моря. Его падение вызвало образование многочисленных воронок как на дне моря, так и на побережье (штат Каролина). По мнению американского ученого О. Мука, это событие произошло примерно 10 тыс лет тому назад. Оно сопровождалось мощным цунами, которое вызвало гигантскую океаническую волну высотой 6-8 и более метров. На берегах Атлантического и других океанов это событие, возможно, послужило фактологической основой для легенды о Всемирном потопе. С ним также связано предположение об образовании «небесной грязи», которая в дальнейшем была переработана в лёссовые отложения. В слое, характеризующим это время, обнаружено большое количество погибшей фауны и флоры.
Крупные космические тела, как правило, попадают в безлюдные места и не причиняют огромного ущерба. Серьезный инцидент был отмечен в Китае в 1494 году, когда в провинции Шанси от удара метеорита погибло 10 тыс человек. Наиболее значимым оказывается воздействие метеоритов на климатическую обстановку. Это обстоятельство сказывается на снижении урожайности сельскохозяйственных культур, загрязнении атмосферы, изменении режима рек, условий седиментации в водоемах.
Моделирование ситуаций, прогнозируемых при падении на Землю крупных космических тел, показывает возможность возникновения разных сценариев, начиная от малых катастроф и заканчивая разрушением нашей планеты и прекращением на ней всякой жизни. Так, например, падение астероида в океан, по расчетам Л.П. Хряниной, если его поперечник равен 10 км, а масса 1010-1014 т при скорости падения 10 км/с, вызовет цунами и океанские волны высотой 100-1000 м. За взрывом последует образование облака высотой до 100 км. Затем наступит глубокое охлаждение Земли и выпадение дождей из нижних слоев атмосферы в течение десятков лет, а пары в верхних слоях атмосферы сохранятся десятки тысяч лет, что приведет к возникновению «парникового эффекта» на Земле и повышению температуры воздуха на несколько десятков градусов. Указанные выводы в той или иной степени подтверждаются событиями, которые были раньше на нашей планете. Неоднократно жизнь на ней подвергалась тяжелейшим испытаниям, но каждый раз она возрождалась в новых формах, превосходя в своем развитии предыдущий этап существования.
|
|
|
4) Возможности прогноза. Наибольшая интенсивность бомбардировки нашей планеты космическими объектами была на начальных этапах ее образования. В дальнейшем она постепенно ослабевала и в последние 600 млн лет стала относительно стабильной. Интенсивность падения космических тел в современную эпоху оценивается по-разному. Одни считают, что за несколько млн лет падают объекты размером 0,1-1,0 км. По мнению других ученых, активность падения астероидов несколько больше – за млн лет Земля встречается с тремя крупными метеоритами размером более 1 км. Астероиды диаметром 10 км могут встретиться на земном пути через 40-100 млн лет.
За последнее столетие наша планета столкнулась, по крайней мере, с пятью заметными космическими объектами. В июне 1908 года упал Тунгусский метеорит. Его размеры 40-50 м, он взорвался на высоте нескольких километров. Другой крупный метеорит упал в 1930 году в верховьях реки Амазонки. В феврале 1947 года на западном склоне хребта Сихоте-Алинь разорвался метеорит размером несколько десятков метров. В 1997 году крупный болид упал на юге Гренландии. В 2002 году такое же событие произошло в бассейне реки Витим. Известны и другие случаи падения на Землю малых космических тел, но их контакт с Землей не вызвал сколько-нибудь заметных последствий в ее жизни. Также незаметно на нашу планету падает космическая пыль. По мнению специалистов, каждые 100 000 лет ее количество утраивается. В настоящее время она составляет примерно 30 000 тонн в год. Видимо, это явление интересно не только для почвоведов.
|
|
|
Достоверность прогнозирования метеоритных явлений весьма невелика. Это объясняется хаотичностью движения космических объектов. Они возникают неожиданно и движутся по непредсказуемым орбитам. С одной стороны, мы должны радоваться тому, что на нашу планету не упали такие гигантские космические тела как, например, на Марс или Меркурий, на которых воронки от падения астероидов соответственно составляют 4000 и 1500 километров. От таких ударов любые проявления жизни были бы уничтожены. С другой стороны, мы постоянно наблюдаем, что орбита движения некоторых астероидов может находиться в видимой близости от нашей планеты, поэтому опасность столкновения с крупными космическими телами всегда существует.
Так, например, астероид Апофис (настоящее название «Разрушитель») 12 апреля 2029 года пройдет на расстоянии 35-38 тыс км от Земли. Расчеты астрономов показывают, что это космическое тело может снова вернуться в 2036 году и столкнуться с нашей планетой. Поэтому тщательно изучается орбита Апофиса и те последствия, которые могут произойти, а также ищут способы изменить траекторию его движения (например, с помощью кинетического ударника, «гравитационного тральщика» – космического аппарата специального назначения, идеи использования ядерных взрывов, «солнечного паруса», лазерного излучения, установки малого астероида на пути движения большого и т.д.). Таким образом, космическая технология и техника, так же как и методы космических наблюдений, постоянно совершенствуются. Поэтому возможности прогноза на ближайшую перспективу вполне вероятны. Геологическая составляющая дальнейших исследований весьма интересна и должна быть продуктивна. Основания для такого заключения таковы:
· многие астроблемы остаются не изученными, большое количество из них погребено под осадочной толщей; часть из них представляет собой своеобразные «гидрогеологические окна», в которых происходили или происходят интенсивные гидрогеодинамические и гидрогеохимические процессы;
|
|
|
· с астроблемами может быть связано образование некоторых полезных ископаемых, в частности, нефти, газа и алмазов, мощных геофизических полей, которые сопутствуют их формированию;
· биоритмы, которые наблюдаются в развитии биосферы, в той или иной степени часто оказываются связаны с падением крупных космических тел.
Методы гидрогеохимического изучения загрязнения подземных вод. Задачи исследований. Гидрогеохимическое изучение загрязнения представляет составную наиболее важную часть геоэкологических исследований. Поэтому рассмотрим, каким образом меняются содержание и направленность гидрогеохимических методов в зависимости от видов и стадии геоэкологических работ. Главной задачей геоэкологических исследований является изучение геологической среды как среды обитания человека и происходящих в ней геохимических, геофизических, гидрогеологических и инженерно-геологических процессов с целью ее охраны и рационального использования. К наиболее важным видам геоэкологических исследований относятся [47, 54,55]: 1) комплексная гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка масштаба 1: 200 000 – 1: 50 000 районов интенсивного хозяйственного освоения; 2) специальная эколого-геохимическая и радиогеохимическая съемка среднего и крупного масштаба территорий, подвергшихся региональному воздействию городских и промышленных агломераций; 3) аэрокосмогеологические (дистанционные) съемки в сочетании с наземным опробованием для изучения антропогенного загрязнения почвенно-покровных отложений и природных вод; 4) наблюдения за режимом и балансом подземных вод и их качеством на региональной сети опорных станций, охватывающих всю территорию нашей страны; 5) обследование участков, где наблюдается техногенная активизация экзогенных геологических процессов; 6) изучение гидрогеологических и геофизических предвестников землетрясений на гидро-геодеформационных полигонах, а также изучение гидрогеологических особенностей импактных структур.
Геоэкологические исследования проводятся с разной степенью детальности и поэтому соответствуют определенным стадиям изучения, как это принято в практике геологоразведочных и изыскательских работ. Первая стадия – это геоэкологическая съемка, региональное обследование техногенных процессов и их последствий. Вторая –геоэкологическая разведка, которая проводится для детального изучения очагов загрязнения геологической среды. Третья – геоэкологические наблюдения, которые ведутся для изучения геоэкологических циклов в воздухе, воде, почвах и породах [53]. На этой стадии организуется литомониторинг, который представляет собой систему контроля, оценки состояния геологической среды и прогнозирования ее изменения под воздействием природных и техногенных факторов с целью управления процессами, возникающими при этом, для эффективного и рационального природопользования.
|
|
|
Этапы гидрогеохимических исследований. Гидрогеохимические исследования составляют важную часть перечисленных видов геоэкологических работ. Возможности и задачи этих исследований меняются в зависимости от их масштаба, ландшафтно-гидрогеологических условий и типа загрязнения. На первом этапе геоэкологических работ гидрогеохимическими методами выявляются техногенные изменения в подземных водах в пределах крупных регионов, устанавливаются источники и виды загрязнения.
На втором этапе геоэкологических работ проводится детальное гидрогеохимическое изучение участков расположения объектов – источников загрязнения. Такими объектами могут быть АЭС, ТЭС, горнодобывающие и перерабатывающие предприятия, агропромышленные комплексы, мелиоративные системы. Итогом детальных гидрогеохимических исследований является установление генезиса состава, размеров и режима ореолов загрязнения, прогнозирование их поведения и рекомендации по предотвращению неблагоприятных последствий от загрязнения вод.
Третий этап – режимные наблюдения и мониторинг подземных вод проводится на участках расположения сети наблюдательных скважин, колодцев и других водопунктов с целью изучения естественного и техногенного режима подземных вод, контроля и прогнозирования его изменения для управления происходящими гидрогеохимическими процессами.
Виды гидрогеохимичесих исследований. Основными видами гидрогеохимических исследований при изучении загрязнения подземных вод являются: гидрогеохимическая съемка, опробование скважин, колодцев и других водопунктов по специальной программе, опробование почв, горных пород, донных илов, а также опытно-миграционные работы, режимные наблюдения, лабораторные и экспериментальные работы. Гидрогеохимические методы применяются в комплексе с другими геоэкологическими видами работ (аэрокосмическими, геофизическими, геохимическими, фильтрационными, почвенно-ландшафтными, санитарно-гигиеническими). Их сочетание определяется задачами, масштабом и условиями ведения работ и эколого-гидрогеологической обстановкой.
Гидрогеохимическая съемка используется для картографирования загрязнения подземных вод. Масштаб съемки чаще всего 1:200000-1:50000. Более крупный масштаб применяется для оконтуривания ореолов загрязнения и детализации их состава. Гидрогеохимической съемке обычно предшествует опытно-методическое обследование какой-либо части территории, где предстоят работы для уточнения методики ведения маршрутов и опробования водопунктов, а также определяется перечень видов анализа, который необходимо применить для изучения загрязненных вод.
В процессе съемки опробуются скважины, колодцы, источники и другие водные объекты, характеризующие подземные воды, почвы, донные илы, болота. В сеть опробования включают также поверхностные водотоки и водоемы, гидравлически связанные с подземными водами. Кроме того, следует отбирать пробы атмосферных вод, особенно если они служат переносчиками загрязнителя в гидросферу.
Очень важно при гидрогеохимической съемке: 1) соблюдать определенную плотность расположения точек опробования; 2) обеспечивать репрезентативность опробования; 3) получать достоверные результаты. Не вдаваясь в подробности описания этих принципов, отметим следующее. Плотность опробования зависит от масштаба съемки и сложности эколого-гидрогеологических условий. Если формально, то одна точка опробования должна приходиться на 1 см2 карты. Если реально, то точки опробования должны сгущаться возле источника загрязнения (на площади загрязнения) и образовывать профили по направлению движения подземных вод.
Репрезентативность характеризует представительность опробования, т. е. типоморфный участок (зона, горизонт) опробования, необходимое число точек, достаточное для прослеживания движения загрязнителя и статистической обработки полученных данных (расчеты фона, коэффициента корреляции и др.). При этом следует оценить особенности разных типов ландшафтов, их ярусов (почвенного, зоны аэрации, грунтовых вод) и разных геологических формаций (литолого-стратиграфических).
Достоверность опробования определяется правильным выбором места опробования водопункта, соблюдением требований к отбору, консервированию и транспортировке проб воды (анализу на месте содержания неустойчивых компонентов), надежностью используемой методики лабораторного анализа воды и квалификации персонала, который этот анализ выполняет.
Гидрогеохимическая съемка проводится как на основе ранее выполненной геологической или гидрогеологической съемки того же масштаба, так и при комплексировании с геолого-экологической съемкой. Часто составляют два типа карт –общую гидрогеохимическую (состава и минерализации вод) и ореолов загрязнения (их состава и контрастности по отношению установленной концентрации загрязнителя к ПДК).
Опробование водопунктов (скважин, колодцев, источников и др.) ведется не только при гидрогеохимической съемке, но и при обследовании ореолов загрязнения, отдельных водопроявлений. При этом соблюдаются такие требования, как репрезентативность и достоверность, описанные выше. Особое внимание при такого рода обследовании уделяется природе загрязнения, физико-химическим свойствам загрязнителя, его взаимодействию с водой и породой, токсичности и опасности для людей, масштабу и интенсивности загрязнения, длительности его существования.
Опробование самоизливающих скважин, а также выработок, имеющих насосное оборудование, и источников особых сложностей не представляет, поскольку оно выполняется по стандартной методике. При необходимости кроме воды отбираются пробы газа, взвеси, гидрогенных отложений в месте истечения воды.
Для «оживления» колодцев и скважин, не имеющих насосного оборудования, перед гидрогеохимическим опробованием необходимо проводить их прокачку с тем, чтобы оттартать (отобрать) примерно 1-2 объема воды, находящейся в водоприемной части этих выработок.
Опытно-миграционные работы позволяют получить количественные параметры миграции загрязнителя в водоносных пластах, что дает возможность проводить соответствующие расчеты, делать прогнозы, моделировать процессы загрязнения подземных вод. Суть рассматриваемого метода заключается в запуске в водоносные горизонты химически инертных веществ или тепловых трассеров-индикаторов через приемные скважины (шурфы) и слежении за их перемещением в водоносном пласте.
Схемы слежения за движением индикатора могут быть различными, Так, например, при дуплетной схеме испытания в одну скважину запускается трассер-индикатор, а из другой скважины, находящейся на расстоянии от нескольких метров в пористых породах до нескольких десятков метров в трещиноватых породах, ведется откачка. Широко применяется другой способ испытаний, заключающийся в наливе (нагнетании) индикатора в центральную скважину и наблюдении за его приходом в соседнюю (выходную) скважину. Возможен вариант использования для проведения опыта в одной скважине по схеме налив-откачка. В случаях, когда не применяют интенсивное гидродинамическое возбуждение пласта, имеется возможность изучать миграционные процессы в естественной обстановке. Правда, в этом случае продолжительность опыта может оказаться слишком большой, что ограничивает его применение.
Проведение опытно-миграционных работ требует выполнения многих условий. Например, при выборе индикатора должны учитываться: его растворимость (хорошее смешение с водой), химическая инертность, продолжительность существования, легкость определения и экологическая безопасность. Поэтому чаще всего используются химические индикаторы (NaCl, NaBr, Na2HPO4, NaNO3, NaF), красители (ypaнин-C20H10O5Na2, эозин, родамин Б), тепловые индикаторы, иногда споры, микрофлора, некоторые радионуклиды. Важно правильно выбрать не только индикатор (или их сочетание), но и количество (концентрацию), чтобы зафиксировать его появление в наблюдаемой скважине. Ответы на эти и другие вопросы можно найти в соответствующих руководствах и монографиях [8, 34, 40, 41, 51].
Обратим внимание еще на то, что полевые методы исследования водной миграции вещества сочетаются и дополняются лабораторными экспериментами. Полевые методы дают лучшие результаты в трещиноватых породах, а миграционные параметры, получаемые при этом, характеризуют емкостные и дисперсионные свойства пород. Лабораторные опыты используются обычно при изучении порово-пластовой водоносности пород. Наряду с определением емкостных свойств пород, лабораторные исследования позволяют установить направленность протекания физико-химических процессов и вызванные ими изменения свойств и состава пород, показатели сорбции и ионного обмена, экранирующие свойства отложений, их изменение при взаимодействии с водами различного химического состава.
Опытно-миграционные работы часто сочетаются с опытно-фильтрационными – опытными водопонижениями, кустовыми откачками, нагнетаниями. Такое комплексирование дает возможность совместно изучать физико-химические и гидродинамические процессы, изменения состава и ресурсов подземных вод.
Режимные наблюдения ведутся с целью изучения поведения ореолов загрязнения во времени и пространстве. Для этого необходимо решить ряд важных вопросов – размещение скважин, их число, оборудование, положение фильтров (водоприемной части скважин), периодичность наблюдений, вид и методика химических анализов воды (газа, микрофлоры).
Режимные скважины располагают обычно таким образом, чтобы охарактеризовать разные части ореолов загрязнения по ходу их движения и изучить условия их формирования и разрушения в подземных водах. Опорными точками режимных наблюдений могут служить не только скважины, но и источники, колодцы, водотоки, водоемы; постоянные наблюдения ведутся на водозаборах. Сеть наблюдений может дополняться со временем новыми опорными водопунктами, сгущаться или разряжаться. Динамика ее развития зависит от многих обстоятельств: характера загрязнения (точечного, регионального), вида и масштаба загрязнения, режима, гидрогеологических условий, протекающих физико-химических процессов, поставленной задачи. Для проведения режимных наблюдений выбираются репрезентативные участки с наиболее характерными условиями формирования ореолов загрязнения. На основе полученных по ним данных решаются общие вопросы контроля загрязнения вод и выбора необходимых профилактических мероприятий.
Частота (периодичность) наблюдений подбирается в зависимости от продолжительности циклов формирования ореолов загрязнения (сезонных, годовых, многолетних) или с учетом хода развития процессов загрязнения вод. При спонтанном загрязнении возникает задача не только временного, но и пространственного его прослеживания, а также изучения физико-химических процессов, происходящих в подземных водах при взаимодействии компонентов системы: загрязнитель ↔ вода ↔ порода ↔ газ ↔ живые организмы.
Вид гидрогеохимического опробования диктуется типом загрязнения. Вместе с тем следует учитывать его возможные физико-химические преобразования, например, при денитрификации, ионном обмене, сорбции, деструкции вещества и др. Поэтому следует предусматривать изучение разных форм водной миграции загрязнителя. Как и при поисковых работах, можно использовать для оценки степени загрязненности вод косвенные (обобщающие) показатели, например, такие, как бактериологическая зараженность вод (коли-титр), окислительно-восстановительный потенциал, рН и др. Поэтому обязательным условием режимных наблюдений является изучение общего химического состава подземных вод, определяющего состояние гидрогеохимической обстановки в целом.
Режимные гидрогеохимические наблюдения, как уже говорилось, составляют часть литомониторинга. Они позволяют оценить динамику процессов загрязнения, получить их характеристики во временном и пространственном отображении. Это имеет, как правило, решающее значение для определения состояния геоэкологической обстановки. Литомониторинг проводят на специальных полигонах, где изучают большой комплекс разнообразных показателей – геофизических, инженерно-геологических, геохимических, что создает возможности для более полного объяснения причин и следствий техногенных процессов.
Лабораторные исследования дают информацию о составе подземных вод, позволяют воспроизвести на небольших образцах природные или техногенные процессы взаимодействия вода ↔ порода и получить некоторые миграционные параметры.
Объем пробы воды, отбираемой на химический анализ, зависит от того, каким способом и на сколько компонентов будет анализироваться вода. Например, для общего анализа (Са2+, Mg2+, Na +, К+, NH4, 
рН) требуется 1-1,5 л. Примерно такой же объем воды необходим для спектрального анализа на 15-20 элементов (преимущественно металлов), спецанализ (В, 
, H4SiO4, Р, рН, окисляемость, Fe2+, Fe3+, Мn2+, фенолы). Для изучения содержания формальдегида, пиридина, ароматических углеводородов требуется 0,5-1 л загрязненной воды, а нефтепродуктов – 1-2 л.
Изучается состав вод от ультра-пресных до минерализованных рассолов, от ультракислых до щелочных с различными концентрациями органических и других веществ. Поэтому применяются различные инструментальные методы анализа воды: метод ионной хромотографии, колориметрический, полярографический, потенциометрический с использованием ион-селективных электродов, атомно-сорбционная спектрометрия, газовая хромотография, пламенно-фотометрический, нейтронно-активационный методы и др.
В настоящее время используются различные современные методы анализа воды. Так, например, для определения неорганических показателей применяются масс-спектральные и атомно-эмиссионные методы с индуктивно связанной плазмой, позволяющие установить присутствие в воде 72 элементов. Для проведения анализа требуется объем воды 8 мл.
Данные рекомендации не могут рассматриваться как постоянно действующие, поскольку приборная аналитическая база постоянно совершенствуется, особенно для полевых работ. Количество портативных лабораторий неуклонно растет.
Как указано в [8, 51], при полевых анализах химического состава подземных вод используют органолептические, химические, электрометрические и фотометрические методы.
Органолептические методы основаны на восприятии органами чувств человека физических свойств вод (запаха, вкуса и привкуса) и качественной их оценки по балльной системе.
Основным химическим методом полевого анализа является титриметрический метод, который основан на измерении количества (объема или массы) раствора титранта (реактив известной концентрации), затраченного на реакцию с определяемым компонентом. Титрант вносят до тех пор, пока его количество не будет эквивалентно количеству определяемого вещества.
Электрометрические методы (кондуктометрический и потенциометрический) основаны на известных количественных связях между концентрациями химических веществ и электрическими величинами. При кондуктометрическом анализе измеряют изменение электропроводности исследуемой воды; в потенциометрическом – изменение электрического потенциала водного раствора в процессе химической реакции.
Фотометрический анализ основан на измерении поглощения или рассеяния света определяемым веществом в области ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных волн. В полевых методах анализа используют колориметрию, фотоколориметрию, спектрофотометрию, флуориметрию.
Колориметрические и фотоколориметрические методы основаны на переводе определямого компонента в окрашенное соединение и визуальном установлении его концентрации по интенсивности или оттенку окраски анализируемого раствора с использованием специальных шкал, или по поглощению полихроматического света.
Спектрофотометрический анализ построен на определении содержания вещества по поглощению монохроматического света.
Флуориметрические методы основаны на анализе концентрации вещества по интенсивности флуоресценции, возникающей при его облучении УФ-лучами и пропорциональной его концентрации.
Химические, электрометрические, фотометрические методы полевого анализа подземных вод применяют для определений компонентов их общего химического состава, содержаний нормируемых неорганических и органических микроэлементов и соединений.
Эффективность полевых методов анализа качества подземных вод определяется:
· его достоверностью (т.е. соответствием получаемых результатов истинному значению анализируемого показателя, реальному содержанию компонента в подземных водах);
· точностью (воспроизводимостью аналитических данных);
· чувствительностью (пределом обнаружения искомого компонента);
· простотой выполнения анализа с учетом полевых условий;
· экономичностью используемых переносных лабораторий, аналитического оборудования.
При близкой достоверности, точности и чувствительности различных методов анализа предпочтение отдается тем из них, которые наиболее эффективны по экспрессности, простоте и экономичности.
Методы химического анализа воды непрерывно совершенствуются, поэтому как виды анализа, так и объем пробы воды для изучения её состава не могут быть заранее жестко указаны. Эти вопросы решаются в зависимости от требований к изучаемому объекту (подземным водам) и возможностей лаборатории, куда направляются на анализ пробы воды. Следует иметь в виду, что для определения многих компонентов необходима консервация проб воды. Для этой цели используются различные реагенты. Существуют определенные правила к условиям и продолжительности хранения проб. Нарушение этих правил и особенно задержка с проведением анализа могут существенно исказить результаты, что не позволит правильно оценить гидрогеохимическую обстановку и принять эффективные решения.
Лабораторные эксперименты позволяют моделировать разнообразные природные и техногенные процессы применительно к решению различных практических задач, например, очистки сточных вод, защищенности водоносных горизонтов, самоочищения подземных вод при движении по пласту, засоления и рассоления пород и многие другие.
Экспериментальное моделирование часто сочетается с компьютерным, которое все больше и больше получает самостоятельное применение. С помощью компьютерного моделирования изучают физико-химические процессы, формы миграции веществ. Оно помогает восстанавливать гидрогеохимическую обстановку недавнего прошлого, построить эпигнозную модель, а также позволяет изучать возможные варианты изменения гидрогеохимической обстановки в будущем, рассчитывать прогнозную модель.
Гидрогеохимические методы исследований находят все более широкое применение в комплексе геоэкологических работ, появляются новые подходы и возможности, совершенствуются техника и методика изучения состава воды. Экологическая гидрогеохимия находится в самом начале своего становления. Поэтому перспективы ее развития исключительно велики, особенно на пути автоматизации отбора, регистрации и анализа проб, компьютеризации сбора, обработки информации, моделирования, контроля и управления процессами, общей экологической культуры исследователей.
Заключение
«Прикладная гидрогеохимия» имеет множество ответвлений. В представленном учебном издании рассматриваются только два из них – поисковое и экологическое. Они, как видно из текста, тесно связаны между собой и имеют основополагающее значение. Первое из них показывает на существование глубокой взаимосвязи и взаимодействие подземной гидросферы с другими оболочками Земли. Подземные воды являются своеобразным индикатором этого взаимодействия. По составу, свойствам и состоянию подземных вод можно решать многие поисковые задачи. ХХ век оказался благоприятным для реализации идей по изучению влияния вмещающей среды на генезис, химию и динамику подземных вод. В свою очередь, с помощью подземных вод можно было получить информацию о глубине, месте залегания, геохимических особенностях геологических тел. Все это позволило разработать систему различных видов гидрогеохимических поисков – рудных, нефтяных, радиоактивных, газовых, соляных и других типов месторождений полезных ископаемых. Гидрогеохимические методы обычно применяют в комплексе с другими геохимическими методами поисков, что является наиболее целесообразным и дает максимальный эффект. Изучение водной миграции химических элементов позволяет определять перспективность территории на то или иное полезное ископаемое, делать соответствующий прогноз, намечать дальнейший план действий.
Теоретическая и методическая база гидрогеохимических поисков были в полной мере использованы для постановки и проведения экологических исследований. Изучение ореолов и потоков рассеяния и загрязнение водоносных систем становятся наиболее важными при проведении экологических исследований. Это связано с тем, что потребление пресных подземных вод непрерывно возрастает, а их ресурсы заметно уменьшаются. В ближайшие 50 лет население планеты увеличится на 2,5 млрд человек, а загрязнение окружающей среды становится настолько глубоким и всеобщим, что во многих местах наша планета может оказаться непригодной для жизни. Одна из возможных причин – водные проблемы. Кроме них существуют и другие. Так, например, за последние 500 лет площадь лесных массивов сократилась на 2/3. Заметно ухудшилось плодородие почв. Многие реки превратились по-существу в сточные канавы. Значительная часть поверхности океана покрыта нефтяной пленкой, которая не дает развиваться планктону и другим морским организмам. Большие негативные последствия могут ожидать человечество, если возникнет тепловой барьер или начнет ощущаться недостаток кислорода в атмосфере. Перечень подобных явлений, которые угрожают жизни на нашей планете можно продолжить, поскольку антропогенные процессы становятся все более ощутимыми, а нередко и необратимыми. Все это вызывает нарушение природного равновесия и ухудшение условий проживания людей. В перечисленном ряду проблем антропогенеза одно из наиболее важных мест занимает защита подземных вод от загрязнения и истощения. Объяснение необходимости бережного отношения к подземным водам, особенно к пресной составаляющей, очевидно. Как указывалось ранее, пресные подземные воды являются последним резервом человечества в условиях надвигающегося водного кризиса. Об этом следует всегда помнить, понимая с каким важным объектом сталкивается гидрогеолог в своей практической работе. Всестороннему исследованию подземных вод, эффективному решению поисковых и экологических задач помогут знания, полученные при изучении курса «Прикладная гидрогеохимия».
Библиографический список
1. Абрамов В.Ю. Химическая зональность подземных вод, льдов и минералов, как отражение криогенных процессов / В.Ю. Абрамов, В.А. Кирюхин // Проблемы изучения химического состава подземных вод. Шестые толстихинские чтения: Мат. науч.-метод. конф. / Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 1997.
2. Балашов Л.С. Изучение гидрогеологических предвестников землетрясений / Л.С. Балашов, Г.В. Куликов, А.В. Лебедев // Советская геология. 1982. № 9.
3. Беляев А.М. Радиоэкология / А.М. Беляев, Г.А. Иванюкевич, В.В. Куриленко, И.М. Хайкович. СПб: Изд-во СПбГУ, 2003.
4. Белякова Е.Е. Гидрогеохимические исследования. (Зона гипергенеза). Принципы и методы оценки рудоносности геологических формаций / Е.Е. Белякова, А.В. Зуев, Н.П. Никитина и др. / ВСЕГЕИ. Л., 1985.
5. Бродский А.А. Основы гидрогеохимического метода поисков сульфидных месторождений. М.: Недра, 1964.
6. Вернадский В.И. История природных вод / Под ред. С.Л. Шварцева, Ф.Т. Яншиной. М.: Наука, 2003.
7. Воронцов А.К. Химический состав и газы подземных вод центрального поднятия Пучеж-Катункской астроблемы, по результатам бурения Воротиловской скважины. / А.К. Воронцов, Ю.К. Рабинович. // Разведка и охрана недр. 1996. № 6.
8. Временные методические рекомендации по экспресс-опробованию подземных вод при ведении мониторинга / Сост.: В.П. Закутин, А.Ю. Вавичкин, А.М. Чугунова / ГИДЭК. М., 2004.
9. Габриелянц Г.А. Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений: Учебник. М.: Недра, 2000.
10. Гидротермальные сульфидные руды и металлоносные осадки океана / Под ред. И.С. Грамберга. СПб: Недра, 1992.
11. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР: Учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1988.
12. Голева Г.А. Гидрогеохимические поиски скрытого оруденения. М.: Недра, 1968.
13. Давыдова С.Л. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде / С.Л. Давыдова, П.И. Тагасов. М.: Российский университет Дружбы народов, 2004.
14. Дашко Р.Э. Микробиота
|
|
|
